[发明专利]流水线式模拟数字转换器

说明书

本发明提出一种流水线式模拟数字转换器，包含：一第一切换式电容网络、一第一数字模拟转换器、一第二切换式电容网络、一第二数字模拟转换器、以及一运算放大器。第一切换式电容网络与第一数字模拟转换器两者的输出形成一第一相减信号。第二切换式电容网络与第二数字模拟转换器两者的输出形成一第二相减信号。运算放大器依据第一相减信号或第二相减信号产生一输出信号，并依据一前级电路的输入信号的大小切换运算放大器中的多个候选电容的耦接方式，以使该多个候选电容在同一时间中只有一部分候选电容会被用来参与该输出信号的产生运行。

技术领域

本发明涉及模拟数字转换器，特别涉及一种运算放大器可供不同电路级共用的流水线式模拟数字转换器。

背景技术

传统的流水线式模拟数字转换器中需要设置许多运算放大器，但流水线式模拟数字转换器的整体效能或操作速度却往往受限于运算放大器的响应速度。众所周知，运算放大器内部的反馈电容充电或放电所需的时间长短对运算放大器的响应速度有很大影响。倘若不能有效改善运算放大器的响应速度，就难以提升流水线式模拟数字转换器的整体效能或操作速度。

发明内容

有鉴于此，如何有效改善流水线式模拟数字转换器中的运算放大器的响应速度，实为有待解决的问题。

本说明书提供一种流水线式模拟数字转换器的实施例，其包含：一第一切换式电容网络，设置成对一第一输入信号进行取样与保持运行；一第一数字模拟转换器，设置成产生与该第一输入信号相应的一第一模拟信号，且该第一切换式电容网络与该第一数字模拟转换器两者的输出形成一第一相减信号；一第二切换式电容网络，设置成对一第二输入信号进行取样与保持运行；一第二数字模拟转换器，设置成产生与该第二输入信号相应的一第二模拟信号，且该第二切换式电容网络与该第二数字模拟转换器两者的输出形成一第二相减信号；以及一运算放大器，包含多个候选电容，且设置成依据一第一信号产生一输出信号，并依据一输入信号的大小切换该多个候选电容的耦接方式，以使该多个候选电容在同一时间中只有一部分候选电容会被用来参与该输出信号的产生运行；其中，当该运算放大器利用该第一相减信号做为该第一信号时，该运算放大器会利用该第一输入信号做该输入信号，而当该运算放大器利用该第二相减信号做为该第一信号时，该运算放大器会利用该第二输入信号做该输入信号。

本说明书另提供一种流水线式模拟数字转换器的实施例，其包含：一第一切换式电容网络，设置成对一第一输入信号进行取样与保持运行；一第一数字模拟转换器，设置成产生与该第一输入信号相应的一第一模拟信号，且该第一切换式电容网络与该第一数字模拟转换器两者的输出形成一第一相减信号；一第二切换式电容网络，设置成对一第二输入信号进行取样与保持运行；一第二数字模拟转换器，设置成产生与该第二输入信号相应的一第二模拟信号，且该第二切换式电容网络与该第二数字模拟转换器两者的输出形成一第二相减信号；以及一运算放大器，包含多个候选电容，且设置成依据一第一信号产生一输出信号，并依据一输入信号的大小切换该多个候选电容的耦接方式，以使该多个候选电容在同一时间中只有一部分候选电容会被用来参与该输出信号的产生运行；其中，当该运算放大器利用该第一相减信号做为该第一信号时，该运算放大器会利用该第一输入信号做该输入信号，而当该运算放大器利用该第二相减信号做为该第一信号时，该运算放大器会利用该第二输入信号做该输入信号；该多个候选电容分成一第一电容组与一第二电容组，且当该第一电容组中的部分候选电容参与该输出信号的产生运行时，该第二电容组中的所有候选电容会分别被充电至具有不同的跨压值。

上述实施例的优点之一，是在运算放大器进行候选电容的选择前，运算放大器中的多个候选电容可被分别预先充电至具有不同的跨压值，藉此可缩短之后被选定的电容所需的充电或放电时间。

上述实施例的另一优点，是采用前述多个候选电容的动态选择机制，等效上可缩短运算放大器的反馈电容所需的充电或放电时间，故能有效改善运算放大器的响应速度。

本发明的其他优点将搭配以下的说明和附图进行更详细的解说。

附图说明